電気通信の基礎

半導体のしくみ

電気抵抗が絶縁体と導体の中間にあるものを半導体といいます。半導体にはP 型とN型があり、組み合わせ方によりダイオードやトランジスタなどの素子になります。

物質はどんなふうにできているの?
私たちのまわりにある物質は、すべて原子の集まりでできています。この原子は、さらに電子と原子核からできていて、原子核を中心に定められた軌道上を電子が回転しており、私たちが住んでいる太陽系に似ています。

Shockwave

導体・絶縁体ってどんなもの?
原子はいちばん遠方の軌道上に8個の電子を乗せようとする性質があります。いちばん遠方の軌道上に電子が1個ないときには、この軌道上の電子を外に放りだします。この電子を「自由電子」といい、自由電子の多い物質を導体、無い物質を絶縁体といいます。

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半導体ってどんなもの?
絶縁体に熱や光などのエネルギーを加えると、電子がいちばん遠方の軌道上から飛び出し「自由電子」になります。そして飛び出した後に「ホール」ができます。半導体とは「自由電子」をもつことにより電気を通しやすくなる物質のことをいいます。
半導体の性質をもつ代表的な物質がシリコンやゲルマニュームです。
これらに不純物を加えることにより、「ホール」の多いP型半導体と自由電子の多いN型半導体ができます。この2つの半導体を接合した物をダイオードといいます。トランジスタやIC(集積回路)は、これらがたくさん組み合わせてつくられています。

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